[實用新型]汽車發(fā)動機越程交流發(fā)電機滾柱式單向離合解耦器

有效

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• 申請日: 2013-04-19
• 公開（公告）號: CN203219112U
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設計）人: 上官文斌;曾祥坤;余良渭;鄧建向;陳強
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02K7/108
• 分類號: H02K7/108;F16D41/064
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本實用新型屬于汽車發(fā)動機前端附件驅(qū)動系統(tǒng)的部件，具體涉及一種具有單向離合及減振作用的越程交流發(fā)電機滾柱式單向離合解耦器。

背景技術

隨著國家相關法規(guī)對汽車的節(jié)能減排，以及人們對汽車舒適性要求的提高。單根多楔帶附件驅(qū)動系統(tǒng)由于其結(jié)構(gòu)緊湊、傳遞功率大、壽命長、振動和噪聲小等優(yōu)點，在發(fā)動機前端附件驅(qū)動(Front?End?Accessory?Drive，簡稱FEAD)系統(tǒng)上得到了廣泛的應用。FEAD系統(tǒng)通常由曲軸輪、多楔帶、張緊器和若干從動輪(包括電機輪、空調(diào)壓縮機輪、水泵輪等)組成，其動態(tài)特性包括：輪和張緊臂的旋轉(zhuǎn)振動、帶段的張力波動、帶-輪之間的滑移等。

通常改善FEAD系統(tǒng)動態(tài)特性的比較簡單、有效的方法，是增加張緊器的阻尼、或增加皮帶的初始張力。但張緊器阻尼的增加，這對阻尼材料提出更高的性能要求，從而增加張緊器的制造成本；皮帶初始張力的增加，可以提高兩輪間帶段的固有頻率，避免各帶段在發(fā)動機常用轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)發(fā)生共振；但同時也會減小皮帶的使用壽命，且增大各輪的輪轂載荷，使軸承和輪軸產(chǎn)生疲勞失效。

FEAD系統(tǒng)中，發(fā)電機轉(zhuǎn)子的慣量較大，而且其轉(zhuǎn)速一般為曲軸轉(zhuǎn)速的2-3倍。在FEAD系統(tǒng)運行時，從動輪中電機輪的旋轉(zhuǎn)振動、帶-電機輪之間的滑移率最大，從而帶在電機輪上的磨損最大。因此，為了降低發(fā)電機轉(zhuǎn)子的大慣量對FEAD系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)振動動態(tài)特性的影響，常在電機輪與其發(fā)電機轉(zhuǎn)子之間安裝單向離合器解耦器(Overrunning?Alternator?Decoupler，簡稱OAD)?。

OAD對減小FEAD系統(tǒng)動態(tài)特性的功用主要體現(xiàn)在：(1)當電機輪轉(zhuǎn)速高于電機軸轉(zhuǎn)速時，單向離合器結(jié)合并將電機輪旋轉(zhuǎn)運動傳遞給電機輪輪轂，從而驅(qū)動電機軸旋轉(zhuǎn)；(2)當電機輪轉(zhuǎn)速低于電機軸轉(zhuǎn)速時，單向離合器分離并允許電機軸超越電機輪而自由旋轉(zhuǎn)。電機輪是通過扭轉(zhuǎn)彈簧將扭矩傳遞到電機軸，從而驅(qū)動電機軸旋轉(zhuǎn)。因此，匹配合適的扭轉(zhuǎn)彈簧剛度，可以將大轉(zhuǎn)動慣量發(fā)電機轉(zhuǎn)子的振動與發(fā)動機前端附件驅(qū)動系統(tǒng)各個輪和皮帶的振動解耦，從而減小電機輪的旋轉(zhuǎn)振動、電機輪與帶之間的打滑及電機輪對發(fā)動機前端附件驅(qū)動系統(tǒng)的影響。研究表明，發(fā)動機急加速或急減速工況下，OAD減小FEAD系統(tǒng)動態(tài)特性的作用更明顯。

傳統(tǒng)的OAD結(jié)構(gòu)中，通常采用離合器螺旋彈簧外表面與電機輪內(nèi)表面之間的摩擦力的大小來控制單向離合的結(jié)合和分離；離合器彈簧安裝端、扭轉(zhuǎn)彈簧安裝端均內(nèi)嵌于托架一側(cè)。傳統(tǒng)的OAD結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設計中：(1)?離合器彈簧扭矩力和扭轉(zhuǎn)彈簧扭矩力同時作用于安裝端，這將加速安裝端的疲勞失效；(2)?離合器螺旋彈簧與電機輪之間的摩擦力將電機輪的旋轉(zhuǎn)運動傳遞給輪轂，這種結(jié)構(gòu)形式所能傳遞的扭矩力較小，且離合器螺旋彈簧外表面磨損后，彈簧不易拆卸、更換；(3)?離合器螺旋彈簧和扭轉(zhuǎn)彈簧同時安裝在托架內(nèi)，這不僅給部件的加工設計和裝配提出更高的工藝要求，而且在有限空間內(nèi)限定了扭轉(zhuǎn)彈簧的內(nèi)徑。通常，螺旋形扭轉(zhuǎn)彈簧的簧絲截面積相同的情況下，扭轉(zhuǎn)彈簧內(nèi)徑越小，彈簧扭轉(zhuǎn)剛度越大，這不利于FEAD系統(tǒng)與電機轉(zhuǎn)子間的隔振；(4)?目前OAD中采用的螺旋形扭轉(zhuǎn)彈簧，節(jié)距相等、彈簧內(nèi)徑相同、簧絲各處的截面積一致，其扭轉(zhuǎn)剛度為一常數(shù)。因此，傳統(tǒng)的螺旋形扭轉(zhuǎn)彈簧只能在較小的頻率帶寬內(nèi)將大轉(zhuǎn)動慣量發(fā)電機轉(zhuǎn)子的振動與發(fā)動機前端附件驅(qū)動系統(tǒng)各個輪和皮帶的振動解耦。

實用新型內(nèi)容

針對上述技術問題，本實用新型旨在至少在一定程度上解決上述技術問題。

為達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種汽車發(fā)動機越程交流發(fā)電機滾柱式單向離合解耦器，包括電機輪，所述的電機輪內(nèi)設置有安裝于電機軸上且支承電機輪的滾柱式單向離合器；滾柱式單向離合器的離合器內(nèi)環(huán)與電機軸通過第一襯套相連；一托架由金屬和塑料形成的復合件，該托架包括加強端和安裝端，加強端為金屬件與離合器內(nèi)環(huán)用鉸制孔螺釘連接，安裝端采用塑料件并形成有螺旋形槽；電機輪輪轂固定地設置在電機軸上，其凸緣端的環(huán)形內(nèi)表面設置有螺旋形槽；一非線性扭轉(zhuǎn)彈簧軸向延伸于安裝端的螺旋形槽和電機輪輪轂的凸緣端的螺旋形槽內(nèi)，用于將托架的旋轉(zhuǎn)運動傳遞到電機輪輪轂上；電機輪輪轂的凸緣與電機輪之間通過第二襯套相連。

進一步地，所述滾柱式單向離合器，其包括與電機輪同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的離合器外環(huán)、可相對電機軸旋轉(zhuǎn)的離合器內(nèi)環(huán)、設置在滾柱式單向離合器內(nèi)部的滾柱、沿一個方向偏壓滾柱的螺旋彈簧，離合器內(nèi)環(huán)和離合器外環(huán)之間，設置有預定楔角的滾柱容納部分，以及設置在離合器內(nèi)環(huán)的螺旋彈簧容納部分，滾柱位于滾柱容納部分中并被螺旋彈簧向滾柱容納部分中較窄的一側(cè)推壓。